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.2009年10月8日；461(7265):762-7.
doi:10.1038/nature08398。 Epub 2009年9月20日。

多梳蛋白EED在抑制组蛋白标记增殖中的作用

拉斐尔·玛格伦 1, 尼尔·贾斯汀, Katsuhito Ohno大野, 米里亚姆·L·夏普, Jinsook儿子, William J Drury第三, 菲利普·沃伊特, 史蒂芬·R·马丁, 威廉·泰勒, 瓦莱丽娅·德马尔科, 文森佐·皮罗塔, 丹尼·雷因伯格, 史蒂文·甘布林
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多梳蛋白EED在抑制组蛋白标记增殖中的作用

拉斐尔·玛格伦等。 自然. .

摘要

多梳组蛋白在抑制染色质状态的表观遗传维持中具有重要作用。Polycomb抑制复合物2（PRC2）的基因表达活性取决于其通过EZH2亚基的催化SET结构域和复合物的至少两个其他亚基SUZ12和EED将组蛋白H3（H3K27）的赖氨酸27三甲基化的能力。在这里，我们表明EED的羧基末端结构域与组蛋白尾部特异性结合，组蛋白尾部携带与抑制性染色质标记相关的三甲基赖氨酸残基，这导致PRC2甲基转移酶活性的变构激活。EED中的突变阻止其识别抑制性三甲基赖氨酸标记，从而在体外消除了PRC2的激活，在果蝇中降低了整体甲基化并扰乱了发育。这些发现为H3K27me3标记的增殖提供了一个模型，该模型解释了抑制性染色质结构域的维持以及组蛋白修饰从母细胞向子细胞的传递。

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图1
图1。三甲基赖氨酸与Eed上的芳香笼结合
Eed/H3K27me3复合物的带代表性，其中Eed为灰色，组蛋白肽为黄色，其甲基赖氨酸侧链如棒状代表所示。芳香族笼的Cα位置显示为蓝色圆圈，酪氨酸358的Cα部位显示为红色圆圈。下图显示了四个笼状残基和H3K27me3肽的具有2fo-fc电子密度的甲基赖氨酸结合位点。笼子的设计突变在括号中以红色显示。还显示了蛋氨酸256的侧链；这相当于esc中的Met-236，后者已从果蝇的经典遗传筛查中确定为Eed功能的关键。
图2
图2。Eed与三甲基化组蛋白肽的相互作用
（A）Eed和H3K27me3之间相互作用的示意图。为了清楚起见，省略了芳香族甲基赖氨酸结合笼，甲基化赖氨酸侧链显示为黄色圆圈。甲基赖氨酸的主链羰基的氢键，以及紧邻其N端的残基（带Eed）显示为虚线。绿色阴影表示EED上的疏水口袋，在甲基赖氨酸之前容纳丙氨酸侧链的两个残基。（B）Eed以表面表示法显示，由其两个同源肽组成的复合物以棒状表示，颜色为黄色（H3K9me3）和粉红色（H4K20me3）。(C）显示了Eed上容纳H3K9me3肽的Ala（−2）的口袋，而(D）显示了另一个包含H4K20me3肽和Leu（+2）的口袋。Eed表面根据原子类型着色。
图3
图3。Eed和PRC2与染色质的相互作用
下拉实验分析Eed全长型、PRC2-Ezh2野生型或用Eed Tyr-365Ala和H3K27修饰染色质重组的Eed之间的相互作用（左），或PRC2-Ez2野生型与H3K9修饰染色质之间的相互影响（右）。注意，未显示H3K9修饰染色质相互作用的“仅珠子”对照，但与图中所示的对照相同。
图4
图4。模拟抑制标记的肽刺激PRC2活性
（A）左，重组PRC2-Ezh2复合物的考马斯蓝染色。对，单独使用PRC2-Ezh2或在存在10和40μM H3K27、未修饰的单、二或三甲基化肽的情况下进行HMT分析。（B）在H3K27me0/1/2/3肽存在下滴定甲基供体（S-腺苷-甲硫氨酸）(C类)H3K27me0/3肽存在下的核小体滴定。(D类)左，重组PRC2-Ezh2-Tyr365Ala复合物的考马斯蓝染色，右，在相同条件下用相应的复合物进行HMT分析(A类)（E）如图例所示，在存在各种肽的情况下，PRC2组蛋白甲基转移酶的相对活性。(F类)表中显示了用于刺激研究的肽及其ΔEed结合的Kd值（μM）(G公司)图例中所示的各种肽存在下的相对PRC2组蛋白甲基转移酶活性。
图5
图5。芳香的笼子果蝇属ESC对于其体内功能
（A）左，重组dPRC2-Ez复合物的考马斯蓝染色。对，使用dPRC2-Ez和H3K27、未修饰的单、二或三甲基化肽进行HMT分析。（B）顶部,氨基酸残基Phe-77、Tyr-338和Phe-345在果蝇属ESC和Eed中的相应残留。底部，转座子结构的示意图。Myc-tagged ESC或其突变体在电子稳定控制系统基因启动子。（C）救援实验。交叉方案的详细信息如补充图S9和S10所示。对每个转基因构建物检测了几个独立的株系，除一株Myc-ESC Tyr338Ala外，其他株系表现出相同的表型。在Myc-ESC Phe345Ala的情况下，将转基因插入•C31自动变速箱分别位于68E和86Fb。为了进行直接比较，在相同的染色体位置建立了野生型Myc-ESC系，并显示出与通过常规P元件转化建立的其他野生型Myc-ESC系相同的结果（D）ESC芳香笼突变不会损害与E（Z）的结合。Myc-ESC和Myc-ESC-Phe-77Ala从杂合子卵巢提取物中共同免疫沉淀E（Z）电子稳定控制系统−escl公司−苍蝇。双Myc-ESC带是由众所周知的ESC磷酸化引起的。(E）显示用于ChIP的引物基因组位置的方案。（F）E（Z）与bxd公司纯合子中的PRE（FM4）电子稳定控制系统6，escld01514年携带相同的Myc-ESC转基因。在芳香笼突变的存在下，E（Z）结合被强烈降低。yw公司表示具有内源野生型ESC和ESCL的野生型股票。（G）H3K27me3在四个地点分布的ChIP分析超双胸基因。存在芳香笼突变时，H3K27me3显著降低。（H）组蛋白H3K27甲基化电子稳定控制系统6，escl日期01514表达Myc-ESC转基因的双突变幼虫。野生型和纯合型的总蛋白裂解物电子稳定控制系统6，escld01514年用抗H3、抗H3K27me2和抗H3K27me3抗体对表达Myc-ESC转基因的3龄幼虫进行蛋白质印迹分析。芳香笼突变Myc-ESC Phe77Ala和Myc-ESC Phe345Ala导致组蛋白H3K27二甲基化和三甲基化的几乎完全丧失，而野生型Myc-ESC则完全恢复H3K17二甲基化的丧失电子稳定控制系统6，escld01514年双突变幼虫。
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引用人

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参考文献

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